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浐河桃花潭库区冲淤演变的二维数值模拟

水利水运工程学报 2015年第5期 30-37页

作者：魏炳乾严培庞洁刘洋周双明李强西安理工大学水利水电学院陕西西安710048 江西省水利规划设计院江西南昌330029

橡胶坝是一种低水头轻性薄壳柔体挡水建筑物,结构简单、施工方便且造价低廉,修建橡胶坝拦水造湖可形成景观水面,但立坝运行会造成库区床面的泥沙淤积,因此遵循河床演变规律,合理运行橡胶坝,可保持库区长期可利用库容。采用MIKE软件模拟... 详细信息

橡胶坝是一种低水头轻性薄壳柔体挡水建筑物,结构简单、施工方便且造价低廉,修建橡胶坝拦水造湖可形成景观水面,但立坝运行会造成库区床面的泥沙淤积,因此遵循河床演变规律,合理运行橡胶坝,可保持库区长期可利用库容。采用MIKE软件模拟桃花潭库区10年水沙条件下的河床演变,综合考察桃花潭河段水流流场、床面淤积厚度、河床比降以及纵断面形态的变化。结果表明:桃花潭河段的冲淤平衡年限约为7年,平衡后主河道淤积较为严重;冲淤平衡后河床纵断面在展宽段呈向上凸起的河床形态;基于桃花潭河段的几何特性、来水来沙条件和由宽入窄的壅水作用,进入该河段的含沙水流会因河道突然展宽,水流挟沙力与水流动能减小,导致泥沙更易淤积,造成床面抬升和洪水位的抬高。

关键词：橡胶坝数值模拟河床演变淤积厚度河床比降平衡年限

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竖缝式与仿自然结合鱼道水力特性及其优化

水利水运工程学报 2019年第4期2019卷 9-16页

作者：魏炳乾黄磊袁海石李林博荆海晓西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 国电电力青海万立水电开发有限公司青海西宁810007 陕西水环境工程勘测设计研究院陕西西安710018

仿自然鱼道和结构型鱼道结合布置而成的鱼道,既具有仿自然鱼道和结构式鱼道的优点,又能满足苛刻的地形条件。针对地盘子鱼道,在设计及优化方案下分别建立比尺为1:10的整体模型,通过实测两种方案下模型水流的水位、流速及流态,论证了设... 详细信息

仿自然鱼道和结构型鱼道结合布置而成的鱼道,既具有仿自然鱼道和结构式鱼道的优点,又能满足苛刻的地形条件。针对地盘子鱼道,在设计及优化方案下分别建立比尺为1:10的整体模型,通过实测两种方案下模型水流的水位、流速及流态,论证了设计方案的合理性及优化方案的优化效果。结果表明:竖缝式和仿自然式结合布置的鱼道内水流流态良好,结构段和仿自然段采用较大底坡比进行衔接对衔接段流态并无不利影响;各溢流槽和竖缝平均流速基本保持在0.7~1.2 m/s,大流速区主要分布在衔接段及鱼道进口附近;与设计方案相比,优化方案中过鱼设施结构段S52~S57断面竖缝宽度增大25%,池室消能率最大降低50%;仿自然鱼道段进口处水深由1.0 m增加至1.3 m,F63~F68断面流速最大降低52%,有效保障了过鱼条件。研究结果可为设计和建设复杂场地过鱼设施提供参考。

关键词：水力学鱼道过鱼设施物理模型水流流态水力特性

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局部弯曲管道对气力提升泵流动特性影响研究

水动力学研究与进展（A辑） 2023年第6期38卷 943-955页

作者：吴霜左娟莉李国栋王震宇魏炳乾侯精明西安理工大学西北旱区生态水利国家重点实验室西安710048

气力提升泵是通过注入压缩空气输送流体或使流体增压的机械。相比于传统机械泵,该泵具有环境污染少、适合不规则井和安全性高等显著优势,已被广泛运用于油田开采、污水处理以及河道清淤与疏浚等领域。该文基于Fluent仿真软件,采用欧拉... 详细信息

气力提升泵是通过注入压缩空气输送流体或使流体增压的机械。相比于传统机械泵,该泵具有环境污染少、适合不规则井和安全性高等显著优势,已被广泛运用于油田开采、污水处理以及河道清淤与疏浚等领域。该文基于Fluent仿真软件,采用欧拉多相流模型和Standard k-ω湍流模型对s型弯管(两种弯曲位置:上弯管及下弯管;三种弯曲角度:30°、60°和90°)空气-水气力提升泵的流动特性进行了三维数值模拟研究,研究成果表明:①相同进气量下,垂直管提升液体流量与效率最大,下弯管次之,上弯管最小;当进气量等于35 m^(3)/h时,垂直管的提升效率为22.34%,下弯管的提升效率为20.99%,上弯管的提升效率为17.63%;②相同弯曲角度下,提升效率随进气量的增加而降低;不同弯曲角度下,提升液体流量与提升效率均随弯管角度的增大而降低;当进气量等于35 m^(3)/h时,90°下弯管的提升效率为20.99%,60°下弯管的提升效率为21.75%,30°下弯管的提升效率为22.16%;③提升效率最优弯管为30°下弯管,在实际工程中应尽量避免将弯曲管道布置在进气口之上并避免弯曲角度过大的情况。

关键词：气力提升泵气液两相流 s型弯管三维数值模拟

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竖缝式鱼道水动力特性优化研究

水电能源科学 2021年第6期39卷 116-118,143页

作者：李苏魏炳乾黄磊李林博魏书琦西安理工大学省部共建西北旱区生态水利国家重点实验室陕西西安710048 陕西水环境工程勘测设计研究院陕西西安710018 河北农业大学城乡建设学院河北保定071001

为探究和改善同侧竖缝式鱼道池室水动力特性,以青海省地盘子鱼道物理模型为例,基于Fluent中的RNGκ-ε模型,提出了设计方案和3种改进方案的数值模型,进而结合模型试验结果对比分析了不同改进方案下结构段池室的水流流态、流速及池室动... 详细信息

为探究和改善同侧竖缝式鱼道池室水动力特性,以青海省地盘子鱼道物理模型为例,基于Fluent中的RNGκ-ε模型,提出了设计方案和3种改进方案的数值模型,进而结合模型试验结果对比分析了不同改进方案下结构段池室的水流流态、流速及池室动能分布等指标,确定了最终改进方案。结果表明,去除池室末端导板,同时在下游增设简易隔板,可有效改善池室内的水流流场分布,且动能分布也更加适宜;适当增大竖缝宽度与池室宽度之比b/B可有效降低末端竖缝的平均流速,从而有更好的过鱼效果;单纯移除导板虽可减小末端竖缝的平均流速,但池室内主流会过于集中,回流区范围较大,且不利于池室内动能耗散。

关键词：竖缝式鱼道流态流速动能数值模拟

HEC取代水泥对玻璃纤维再生混凝土力学性能的影响

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粉煤灰综合利用 2023年第1期37卷 53-57,125页

作者：庞洁李特魏炳乾杨凌职业技术学院陕西杨凌712100 西安理工大学水电学院陕西西安710048

为了提高建筑垃圾利用率和改善再生混凝土性能,以玻璃纤维再生混凝土为研究对象,研究了HEC取代水泥对玻璃纤维再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、比强度和保温性能的影响。结果表明:玻璃纤维再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度随HEC取... 详细信息

为了提高建筑垃圾利用率和改善再生混凝土性能,以玻璃纤维再生混凝土为研究对象,研究了HEC取代水泥对玻璃纤维再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度、比强度和保温性能的影响。结果表明:玻璃纤维再生混凝土抗压强度、劈裂抗拉强度随HEC取代率的增加呈现先增强后下降趋势,当HEC取代率为50%时,再生混凝土抗压强度和劈裂抗拉强度最大;玻璃纤维能够显著提高再生混凝土轻质高强性能,比强度随玻璃纤维掺量的增加呈现先增大后降低趋势,当玻璃纤维掺量为2%时,混凝土的抗压强度和比强度最大。综合表明,当HEC取代率为50%、玻璃纤维掺量为2%时,玻璃纤维再生混凝土力学性能和保温性能最好。

关键词： HEC 再生混凝土玻璃纤维力学性能比强度

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水库周边水位变动引起库岸失稳的原因及特征

黑龙江水专学报 2005年第1期32卷 4-6页

作者：魏炳乾陈天城西安理工大学水利水电学院西安710048 深圳市能源集团有限公司广东深圳518027

主要探讨在水库蓄水或放水情况下,造成库周边坡稳定性降低的原因,分析边坡稳定计算方法,探讨土坡各参数取值问题。

关键词：水库水位变动库岸失稳计算方法参数取值

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河流水体中石油类污染物迁移的数值模拟

当代化工 2022年第3期51卷 525-528,533页

作者：庞洁魏炳乾刘洋杨凌职业技术学院杨凌712100 西安理工大学水电学院西安710048 江西省水利规划设计院南昌330029

建立了一个平面二维数学模型,以浐河下游河段为例,模拟在点源污染情况下石油类污染物在河水中的迁移,分析其流场与质量浓度场分布规律。采用交替方向隐式技术(ADI)和双扫描法(Double Sweep)求解质量守恒方程和动量方程,采用以QUICKEST... 详细信息

建立了一个平面二维数学模型,以浐河下游河段为例,模拟在点源污染情况下石油类污染物在河水中的迁移,分析其流场与质量浓度场分布规律。采用交替方向隐式技术(ADI)和双扫描法(Double Sweep)求解质量守恒方程和动量方程,采用以QUICKEST格式为基础的三阶有限差分显示格式求解对流扩散方程。结果表明:数值模拟很好地反映了石油类污染物在河水中的迁移扩散情况。该河段流速分布较均匀,只有个别河道狭窄处流速较大;发生点源污染时,大概140min可以形成1km长的污染带,石油类污染严重区域超标18倍以上,下游大多数区域污染超标在2.5-3倍之间,在河水流速增大时,污染范围将更大。

关键词：河流石油类污染物迁移数值模拟

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石嘴山氧化塘净化能力预测

水利与建筑工程学报 2006年第1期4卷 18-20,23页

作者：史丹魏炳乾陈刚西安理工大学水利水电学院陕西西安710048

本文的主要目的是预测石嘴山氧化塘在不同面积及水深情况下的净化能力。采用Wehner-Wilhelm设计方法,从预测的结果来看一、三方案净化效果最好,方案二可以满足现有污水量的处理要求。预测结果为氧化塘现在和将来的运行提供参考。最后,... 详细信息

本文的主要目的是预测石嘴山氧化塘在不同面积及水深情况下的净化能力。采用Wehner-Wilhelm设计方法,从预测的结果来看一、三方案净化效果最好,方案二可以满足现有污水量的处理要求。预测结果为氧化塘现在和将来的运行提供参考。最后,通过方案比较建议适时采取不同的方案。

关键词：氧化塘好氧塘净化能力数学模型 BOD去除水力停留时间

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基于水流黏滞性的模型沙选择

水利水运工程学报 2016年第4期 27-31页

作者：魏炳乾龚秀秀严培王非庞洁胡红胜西安理工大学水利水电学院陕西西安710048 杨凌职业技术学院陕西杨凌712100

对于研究泥沙问题的全沙动床模型试验,模型沙的设计是整个模型试验的关键。当原型泥沙粒径过小,不考虑模型与原型的温度差异时,按比尺计算得到的天然模型沙粒径太小,通常不易获得。因此在满足悬移相似条件下,通过控制试验水温,根据不同... 详细信息

对于研究泥沙问题的全沙动床模型试验,模型沙的设计是整个模型试验的关键。当原型泥沙粒径过小,不考虑模型与原型的温度差异时,按比尺计算得到的天然模型沙粒径太小,通常不易获得。因此在满足悬移相似条件下,通过控制试验水温,根据不同温度及不同水黏滞系数ν,得到合理的颗粒粒径从而优化模型选沙。在原温和变温两种条件下分别计算所选泥沙的沉速和沉速比尺,表明改变温度所选的模型沙粒径是合理的,用较大粒径天然沙模拟原型较细沙,既满足沉速相似也满足悬移相似要求。试验验证结果表明模型沙选择满足设计要求,模型设计合理。

关键词：水流黏滞性动床试验模型沙粒径悬移相似